clase 12 sistemas scada y dcs [modo de compatibilidad]

7/21/2019 Clase 12 Sistemas SCADA y DCS [Modo de Compatibilidad]

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Sistemas SCADA

Profesor: Ing. Armando Sarco Montiel

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mailto:[email protected]:[email protected]


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Objetivos

Reconocer los componentes de un sistema

SCADA y los criterios para su seleccin.

Identificar los principales protocolos y mediosusados en un sistema SCADA.

Identificar las caractersticas y aplicaciones

de un software SCADA


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Qu es SCADA?

Control Supervisorio y Adquisicin de Datos

No es puramente un sistema de control.

Se enfoca en el nivel supervisorio.

Es principalmente un software posicionado encima

del hardware al cual est conectado.

Utiliza PLCs como interfases o cualquier otromdulo de hardware comercial.


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Qu es SCADA?

Los sistemas SCADA son usados en procesoindustriales como aceras, generacin ydistribucin de energa (convencional y nuclear),industrias qumicas, etc, as como tambin en

fusin nuclear. Estos sistemas son capaces de manejar miles,

decenas de miles y hasta centenas de miles decanales de entrada/salida (I/O).

SCADA corren bajo DOS, VMS, UNIX; en laactualidad tenemos productos para windows NT,XP y algunos para Linux.


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Caractersticas

Arquitectura

1. Hardware

2. Software

3. Comunicacin

4. Interfases

5. Escalabilidad

6. Redundancia

Funcionalidad

1. Control de acceso

2. MMI

3. Tendencias

4. Manejo de alarmas

5. Logging/Archiving

6. Generacin de reportes


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1.-Arquitectura de Hardware

Bsicamente dos layers o capas: la capa clientey la capa servidora de datos

Capa Cliente: proporciona la interaccin hombre

mquina.

Capa Servidora de Datos: maneja muchas de las

actividades que controlan los datos del proceso.

Los servidores de datos se comunican con los

dispositivos de campo a travs de loscontroladores de proceso como los PLCs.


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continuacin

Los PLCs se conectan a los servidores de datos

directamente o va redes o buses de campo.

Los buses de campo pueden ser propietarios(Siemens H1) o no propietarios (Profibus).

Los Servidores de Datos se conectan entre s y

a las estaciones cliente mediante una LANEthernet.


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Arquitectura de Hardware


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2.- Arquitectura de Software

Los productos son multi-tarea y estn basados en

una base de datos de tiempo real (RTDB) localizada

en uno o ms servidores.

Los Servidores de Datos son responsables de la

adquisicin y manipuleo de un grupo de parmetros

(ejm: escaneo de los controladores, chequeo de

alarmas, clculos, logeoy archivamiento)


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Software Architecture


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3.- Comunicaciones

Comunicacin interna Las comunicaciones Cliente-Servidor y Servidor-

Servidor son del tipo publish-subscribe y event-

driven y usan protocolos TCP/IP.

Ejm: Una aplicacin cliente se suscribe a un

parmetro.

El parmetro es propiedad de una aplicacin

Servidor en particular y solamente los cambios deese parmetro son comunicados a la aplicacin

cliente.


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continuacin

Acceso a los dispositivos

Los servidores de datos escanean los controladores

a una velocidad definida por el usuario.

Los controladores envan los parmetros requeridosa los servidores de datos.

El estampado del tiempo de los parmetros del

proceso se realiza en los controladores y tambin sepasa a los servidores de datos.


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continuacin Acceso a los dispositivos

Los productos SCADA proveen drivers de comunicacin

para muchos de los ms comunes PLCs y buses de

campo.

Un Servidor de Datos puede soportar mltiplesprotocolos de comunicacin, tantos como slots tenga

para las tarjetas de interfase.

Se requieren de 2 a 6 semanas para desarrollar undriver. Se provee una herramienta de desarrollo de

drivers para este fin.


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4.- Interfases

Application Interfaces / Openness

Acceso a dispositivos de una manera abierta yestndar con la funcionalidad OPC.

Una interfase Open Data Base Connectivity

(ODBC), para los datos en archive/logs, pero no

para la configuracin de la base de datos.

Una facilidad ASCII import/export, para

configuracin de datos.

Una librera de APIs soportando C, C++, and Visual

Basic (VB) para accesar datos en la RTDB, logs y

archive.


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5.- Escalabilidad

La escalabilidad es entendida como la

posibilidad de extender el sistema SCADA

agregando ms variables de proceso, ms

servidores especializados (ejemplo: para manejode alarmas) o ms clientes.

Se logra la escalabilidad teniendo mltiples

servidores de datos conectados a mltiplescontroladores.


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continuacin

Cada servidor de datos tiene su propia

configuracin de base de datos y RTDB y es

responsable por el manejo de un subgrupo de

variables de proceso (adquisicin, manejo de

alarmas, archivo).


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6.- Redundancia

Los productos SCADA generalmente tienen

redundancia de software a nivel de servidor.

Esta redundancia es normalmente transparente

para el usuario.

Muchos de los productos proveen soluciones de

redundancia ms completa, si as es requerida.


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Funcionalidad

1.- Controlde acceso Los usuarios se encuentran formando grupos.

Los usuarios tienen privilegios de

lectura/escritura para accesar a los parmetrosdel proceso.

De igual manera se les asigna privilegios para

funcionalidades especficas del producto.


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2.- MMI

Los productos SCADA soportan pantallas

mltiples que pueden contener combinaciones de

diagramas sinpticos y texto.

Soportan tambin el concepto de objetos grficoscon enlaces a variables de proceso.

Estos objetos pueden ser "dragged and dropped"

de una librera e includos en un diagramasinptico.


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continuacin

Se utilizan parmetros atmicos de lasvariables como por ejemplo, para una fuente de

corriente: su valor mximo, su estado on/off, etc.

A los cuales se les asocia un Tag-name.

Los Tag-names utilizados para enlazar objetosgrficos a dispositivos pueden ser editados

cuando se requiera.

Tambin incluyen una librera de smbolosgrficos estndar.


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continuacin

Se proveen facilidades de edicin de ventanas

como zooming, re-sizing, scrolling, etc.

La personalizacin y la configuracin On-line dela MMI tambin es posible, pero para usuarios

con los privilegios apropiados.

Se pueden crear enlaces entre ventanas para

navegar de una vista a otra.


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3.- Tendencias

Se provee ventanas de tendencias con las

siguientes caractersticas:

Los parmetros a ser visualizados en una carta

especfica pueden ser predefinidos o definidos on-

line.

Una carta puede contener ms de 8 parmetros y se

puede mostrar un nmero ilimitado de cartas

(restringido solo por la visibilidad).


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continuacin

Tendencias histricas y de Tiempo real son posibles;

aunque no siempre en la misma carta.

La tendencia histrica es posible para cualquier

parmetro archivado.

Los valores de los parmetros en la posicin del

cursor pueden ser mostrados

Esta facilidad puede proveerse como un mduloseparado.


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4.- Manejo de alarmas

El manejo de alarmas est basado en elchequeo de valores lmites y de estado de las

variables, se ejecuta en los servidores de datos.

Se usan expresiones ms complicadas

(aritmticas o lgicas) para crear parmetros

derivados sobre los cuales realizar el chequeo.

Las alarmas estn lgicamente centralizadas en

un mismo lugar por lo que todos los usuarios venel mismo estado.


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continuacin

Soportan alarmas con mltiples niveles deprioridad.

Es posible agrupar alarmas y manejarlas como

una entidad.

Se pueden suprimir alarmas de maneraindividual o por grupo.

En respuesta a condiciones de alarma se

pueden generar E-mails o acciones predefinidasque se ejecutan automticamente.


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5.- Logging/Archiving

Logging puede ser pensado como elalmacenamiento de una cantidad moderada de

datos.

Archiving es el almacenamiento permanente de

una gran cantidad de datos.

Logging se ejecuta generalmente sobre un ciclo

bsico. Cuando se ha alcanzado cierto tamao,

cierto tiempo o nmero de puntos; los datos sesobreescriben.


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continuacin

Logging de datos puede ser: ejecutado a unacierta frecuencia, iniciado si algn valor cambia,o cuando algn predefinido evento ocurra.

Los datos tiene registro de tiempo (time-

stamped) y esto puede servir para acciones defiltrado.

Las acciones de los usuarios tambin puedenalmacenarse y se realizan con el user ID o con

su estacin ID.


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6.- Generacin de reportes

Se puede producir reportes usando queries tipo

SQL a archivos, RTDB o logs.

Es posible incrustar hojas tipo Excel en losreportes.

Se puede generar automticamente impresiones

y reportes de archivo.


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Clasificacin de los sistema SCADA

Segn su distribucin geogrfica:

Sistemas lineales

Sistemas ramificados


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Sistemas lineales

Sistemas con desarrollo lineal

Oleoductos

Gasoductos

Acueductos

Redes de ferrocarriles y subterrneo.

Redes de transmisin de energa elctrica.


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Sistemas ramificados

En este caso el sistema abarca una superficie

importante.

Yacimientos

Redes de distribucin de gas, agua o electricidad.

Los sistemas asociados a estos procesos que

dependen en forma importante de sus

caractersticas particulares


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Ejemplo de Aplicacin

SISTEMA SCADA DE OPERACIONES OLEODUCTO


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SISTEMA SCADA DE OPERACIONES OLEODUCTOUTILIZANDO UNA RED SATELITAL

OLEODUCTO NOR PERUANO Y RAMAL NORTE


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P E R

PIURA

ECUADOR

Ramal Norte

Ramal

Ramal

Principal

EST. 9

EST. 8

EST. 7

EST. 6

EST. 5

EST.ANDOAS

EST. 1

MORONA

BAYVAR

36"

16 "

Rio Maran

550Km.

252 Km.

306 Km.

24 "



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SISTEMAS DE ALARMAS ESTACIN 5 Y REGISTRO DE EVENTOS - BAYVAR


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PANTALLA DEL MEDIDOR DE NIVEL Y TENDENCIA HISTRICAS DE LOS TANQUES


SISTEMA SCADA DE OPERACIONES OLEODUCTO


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CASETA DE

MUESTRAS

MANTENIMIENTO

ESTACION

SERVIDOR

NETWAR 5.0 IBM

NETFINITY 3500

SEGURIDAD

SUPERVISOR

ESTACION

SALA DE

COMUNICACIONES

HUB40

ROUTERMULTIPLEX MODEM

SISTEMA SCADA ESTACIN 9



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Nmero de Tags en el Sistema y variables almacenadas en Piura

ESTACIONES TAGS VARIABLES

ALMACENADAS

EN PIURA

Estacin Andoas: 873 62Estacin 1: 584 60

Estacin 5: 856 93Estacin 6: 392 27Estacin 7: 482 33Estacin 8: 368 27Estacin 9: 678 28Terminal Bayvar: 872 91

Sala de Control Piura: 1831Total 6936 421


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